同步控制器结构类型、参数及工作原理


同步控制器可以使变速箱换挡轻便、快速、无冲击、无噪音,还能延长齿轮寿命,提高汽车加速性,节省燃油,所以轿车、卡车除了一档、倒档外,其他档位都配备同步器。对同步器的要求一般是性能稳定、耐用、扭矩容量大。接下来,将简要总结常见的同步控制器结构类型、工作原理和主要结构参数。

同步控制器

一、同步控制器结构类型。同步器有三种:常压同步器、惯性同步器和惯性助力同步器,但常见的是惯性同步器。按结构分为锁环式、锁销式、多片式、多锥式等。全部由摩擦元件、锁定元件和弹性元件组成。摩擦元件产生的摩擦力矩是指换挡时,摩擦元件在轴向力的作用下相互靠近,在惯性力矩的作用下产生摩擦,使待接合的两部分逐渐同步;锁定元件用于防止同步前的强制换档;弹性元件将接合套等保持在中立位置,不会阻碍整个接合和脱离过程。

二、同步控制器工作原理。其工作原理主要指换挡时的三个阶段:一、换挡时,沿轴向力作用在啮合套上的换挡力使啮合套带动滑块和锁环运动,直至锁环的锥面与啮合齿轮的锥面接触。由于作用在锥面和两个锥面上的法向力之间的角速度差,产生摩擦力矩,使锁紧环相对于啮合套和滑块转动一个角度,由滑块定位。然后,啮合套的齿端与锁紧环齿端的锁紧面接触,使啮合套的运动受阻,同步器处于锁紧状态。二、换档力保持锁紧环压在锥面上,摩擦扭矩继续增加。此时,换档环扭矩以与摩擦扭矩相反的方向作用在锁定表面上。齿轮和锁环的角速度逐渐接近,同时同步过程结束。三、之后摩擦力矩消失,拨环力矩使锁环回到原位,两个锁紧面分离,同步器解除锁紧状态,啮合套上的啮合齿在拨力的作用下通过锁环与齿轮上的啮合齿啮合,完成同步过程。

三、同步控制器主要结构参数。主要结构参数有五个:1、摩擦锥的半锥角和摩擦系数:半锥角越小,摩擦力矩越大,但半锥角越小,通常为6~8度,半锥角的正切值不应小于摩擦系数。2、摩擦锥平均半径和同步锥环径向厚度:在结构允许的情况下尽量大一些。3、摩擦锥工作面宽度:对于锁环同步器,可以用经验公式确定,即工作面宽度约为摩擦锥平均半径的0.25~0.40倍。4、锁紧角度:一般在26~40度范围内。5、同步时间和轴向推力:两者相互影响,轴向力的大小要按照至短的时间来考虑,达到同步。轴向推力一般在100~350N范围内,上限为重型车辆;同步时间控制在1s以下。

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